Сегодня повсеместное использование калькуляторов существенно облегчает работу человека в самых различных сферах. Впрочем, представить себе жизнь без таких помощников практически невозможно – ведь счетные устройства повсюду сопровождали человека в самые различные исторические периоды, хотя механизм их работы и был устроен иначе.
Уже три тысячи лет назад в Древнем Вавилоне появился первый абак – старинный аналог счет, в котором круглые камешки передвигались по специальным направляющим в форме углублений, и каждая из направляющих представляла собой отображение ряда единиц, десятков, сотен. Абак был известен также и в Древней Индии, а в X-ом веке нашей эры он также появился и в Западной Европе. Однако здесь вместо камешков было принято использовать специальные жетоны, на которые наносились цифры.
На Руси первым аналогом абака стали счеты – впервые они были построены в конце XV-го века и с тех пор их конструкция осталась практически неизменной, и по сей день они по-прежнему используются в различных областях торговли.
Абак и счеты представляют собой относительно простое приспособление для совершения математических действий. И всё же уже с самых древних времен люди стремились максимально упростить и ускорить проведение расчетов, а потому математиками изобретались всё новые и новые алгоритмы, а также – оригинальные устройства.
Например, найденный на древнем затонувшем судне близ греческого острова Антикитера механизм датируется приблизительно 100-150 гг. до н.э., однако это устройство уже поражает своими техническими возможностями. Бронзовые шестерни на деревянном корпусе, обрамленном красивым циферблатом со стрелками представляют собой древнейшее достижение ученых, которые при помощи Антикирейского механизма и подобных ему устройств осуществляли расчет движения небесных тел – ведь данное приспособление выполняло различные математические действия, в частности – сложение, вычитание, деление.
Следующее техническое достижение в области механизации расчетов датируется 1643-им годом и связано с именем ученого Блеза Паскаля. Новшество представляет собой суммирующую арифметическую машину, которая казалась совершенным достижением, но уже через тридцать лет Готфрид Вильгельм Лейбниц представил еще более сложное изобретение – первый механизированный калькулятор. Примечательно, что именно в эти годы (начало нового времени) несколько утихает борьба между «абацистами» и «алгоритмистами», и калькулятор представляет собой ожидаемый компромисс между двумя конфликтующими сторонами.
Активнейший всплеск в развитии калькуляторов происходит в XIX-XX-ом веках. В 1890-ые гг. в России активно используется арифмометр собственного производства, в уже в 50-ые годы последующего века налаживается массовое производство моделей с электрическим приводом – «Быстрица», «ВММ» и т.п. Карманные калькуляторы оказываются доступными нашим согражданам с 1974-го года, и первой такой моделью становится «Электроника Б3-04». В это же время в СССР появляются и первые программируемые калькуляторы, пиком развития которых становится модель «Электроника МК-85», работающая на языке программирования Basic.
За рубежом развитие счетных машин происходит не менее интенсивно. Первый калькулятор массового выпуска – ANITA MK VIII – выпускается в Англии в 1961-ом году и представляет собой устройство, работающее на газоразрядных лампах. Это устройство было достаточно громоздким по современным меркам, оно оснащалось клавиатурой для ввода числа, а также дополнительной 10-ти клавишной консолью для задания множителя. В 1965-ом году калькуляторы Wang впервые научились считать логарифмы, а уже через четыре года в США появился и первый настольный программируемый калькулятор. А в 1970-ые годы мир калькуляторов становится более совершенным и разнообразным – появляются новые настольные и карманные машины, а также профессиональные инженерные калькуляторы, позволяющие производить сложнейшие расчеты.
Сегодня усовершенствованные модели калькуляторов представляют собою высокотехнологичные разработки, при создании которых был использован колоссальный опыт инженерных предприятий во всем мире. И, несмотря на абсолютный приоритет ЭВМ, калькуляторы и прочие счетные устройства по-прежнему сопровождают человека в различных отраслях деятельности!
40 лет назад, электронная революция калькуляторов значительно расширила сферу использования калькуляторов: CASIO Mini стал первым калькулятором доступным для всех. С ценой в € 81,81, устройство было многим по карману. До этого момента зачастую калькуляторы стоили около € 511,29, весили несколько килограмм и использовались только учеными и бухгалтерами. Спустя всего десять месяцев объем поставок CASIO Mini достиг одного миллиона изделий. Сегодня калькуляторы CASIO стали частью повседневной жизни во многих странах по всему миру.
Всемирно известная компания Casio начала историю своего развития в 1946 году, когда Касио Тадао, ныне покойный основатель этой корпорации, открыл в Токио своё небольшое дело, назвав фирму Kashio Seisakujo. Поначалу эта фирма занималась мелким субподрядом для фабрики по производству деталей и приспособлений для микроскопов. Вскоре Тадао привлёк к семейному бизнесу трёх своих младших братьев: Юкио, Кадзуо и Тосио. Все братья от природы имели инженерные и изобретательские таланты, а потому сразу почувствовали технический и коммерческий потенциал электрического калькулятора, один из иностранных образцов которого они увидели в 1949 году на выставке в Токио.
Япония в то время отставала в технологическом развитии от западных стран, а потому пока не могла производить электрические калькуляторы. Тосио решил разработать усовершенствованную модель электрического калькулятора, заменив шумные шестеренки и электромотор, которые обычно устанавливались в устройства такого типа, на полностью электрическую схему. В 1956 году братьями Касио был создан уникальный релейный калькулятор Casio. Его новые электрические реле были устойчивы к попаданию грязи и пыли, он имел 10 кнопок (от 0 до 9) и один дисплей, который последовательно отображал вводимые числа при операциях над ними, а в конце высвечивал только ответ. Это была революция в мире счетных машин, которая легла в основу пути к компактности калькуляторов и удобства их использования на работе и в повседневной жизни, ведь в то время подобные устройства занимали целые комнаты. В итоге после семи лет напряжённых разработок нового калькулятора была основана компания Casio Computer, которая разрабатывала и изготавливала релейные калькуляторы. В июне 1957 года в продажу поступил первый в мире компактный полностью электронный калькулятор Casio 14-A, который весил 140 кг. Компания Casio сразу стала лидером рынка, извлекая высокую прибыль от продаж релейных калькуляторов корпорациям и научным институтам.
Технологический прогресс шёл вперёд, и в 60-е годы на Западе появились электронные калькуляторы, работающие на транзисторах. Преимущества электронных калькуляторов перед релейными были в их бесшумности, лучшем быстродействии и небольших размерах, позволявших размещать их на столе. Чтобы не отстать от конкурентов, Casio приступила к разработкам и в итоге в 1965 году выпустила свой настольный электронный калькулятор Casio 001 со встроенной памятью, которой не было у калькуляторов других производителей.
Спрос на калькуляторы быстро увеличивался, и с середины 60-х годов началась жёсткая конкуренция в сфере разработок и маркетинга на рынке калькуляторов. Этот период до середины 70-х годов XX века был назван «войной калькуляторов».
Casio продолжила путь инноваций, и в 1973 году был выпущен первый в мире персональный калькулятор Casio Mini, который имел размер с ладонь и невысокую цену, что обеспечило ему огромную популярность. Благодаря своим разработкам Casio завоевала лидирующее положение на рынке. Ее массовое производство калькуляторов дало мощный импульс зарождавшейся полупроводниковой индустрии Японии и в итоге положило начало мощному росту японской электронной промышленности.
Постепенно калькуляторы стали использоваться в школах. Вначале учителя и родители скептически относились к использованию калькуляторов в школе, опасаясь, что ученики могут забыть, как считать в уме и на листке бумаги. Сегодня же эти опасения совсем не возникают. Школьные калькуляторы зарекомендовали себя как эффективный инструмент обучения математике. Все больше и больше учеников используют графические калькуляторы наряду с карманными и настольными. Преимущества очевидны: ученики легко усваивают абстрактные математические понятия при наглядном восприятии на экране калькулятора и работают более эффективно на практических занятиях. Графический калькулятор осуществляет тяжелые рутинные вычисления, освобождая больше времени для индивидуальных занятий и открытий.
После такого успеха, руководство Casio решило осваивать новый для себя бизнес - выпуск часов. В 70-х годах часовая индустрия переживала технологическую революцию, благодаря разработке кварцевого механизма. Устройство кварцевых часов имело много общего с электронным калькулятором Casio, и уже в 1974 году были выпущены наручные электронные часы Casiotron. Часы имели ЖК цифровой дисплей, показывали часы, минуты, секунды, а также автоматически определяли число дней в месяце и високосные годы. Такой встроенный автоматический календарь был уникален для того времени.
Компания Casio продолжила открывать для себя новые направления и внедряла в производство новаторские разработки почти во всех областях электронной промышленности, выпуская разнообразную бытовую электронику: калькуляторы, часы, принтеры, электронные музыкальные инструменты, цифровые фото- и видеокамеры, электронные органайзеры, карманные телевизоры, пейджеры и мобильные телефоны, компьютеры и КПК и многое другое.
Точное время изобретения компьютеров определить очень трудно. Их предшественники — механические вычислительные машины, например счеты, были придуманы человеком задолго до нашей эры. Однако сам термин «компьютер» намного моложе и появился только в XX веке.
Наряду с машинами с перфокартами IBM 601 (1935) важную роль в истории развития компьютерной техники сыграли первые изобретения немецкого ученого Конрада Цузе. На сегодняшний день многие считают, что есть несколько первых компьютеров, изобретенных примерно в одно время.
В 1936 году Конрад Цузе начал разрабатывать первый программируемый калькулятор, работа над которым была завершена в 1938 году. Z1 был первым компьютером с двоичным кодом и работал с перфолентой. Но к сожалению, механические части калькулятора были очень ненадежны. Реплика Z1 находится в Музее технологий в Берлине.
Z3 — это преемник Z1 и первый свободно программируемый компьютер, который можно было использовать в разных областях, а не только для вычислений. Многие историки считают, что Z3 - первый в мире функционирующий универсальный компьютер.
ENIAC В 1946 году исследователи Экерт и Мочли изобрели первый полностью электронный компьютер ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Computer (электронный цифровой интегратор и компьютер). Он использовался армией США для расчета баллистических таблиц. ENIAC владел основными математическими операциями и мог вычислять квадратные корни.
В эти годы были разработаны языки программирования более высокого уровня, а также принципы работы виртуальной памяти, появились первые совместимые компьютеры, базы данных и многопроцессорные системы. Первый в мире свободно программируемый настольный компьютер был создан компанией Olivetti. В 1965 году стала доступна для покупки электронная машина Programma 101 стоимостью 3200 долларов.
Микропроцессоры стали дешевле, и в течение этого периода времени на рынок было выпущено достаточно много компьютерной техники. Ведущую роль здесь сыграли, прежде всего, компании Intel и Fairchild. В эти годы Intel создал, первый микрокомпьютер: 15 ноября 1971 года был представлен 4-битный процессор Intel 4004. В 1973 году вышел Xerox Alto - первый компьютер с графическим пользовательским интерфейсом (монитором), мышью и встроенной картой Ethernet.
Микрокомпьютеры стали популярны, появились новые операционные системы, а также флоппи-дисководы. Компания Microsoft зарекомендовала себя на рынке. Появились первые компьютерные игры и стандартные названия программ. В 1978 году на рынок вышел первый 32-разрядный компьютер от DEC.
IBM разработала IBM 5100 - первый «портативный» весом 25 килограмм. Он имел 16 килобайт оперативной памяти, дисплей 16х64 и стоил более 9 000 долларов. Именно такая высокая цена не позволила компьютеру утвердиться на рынке.
В 80-е годы наступило время «домашних компьютеров», таких как Commodore VC20, Atari XL или компьютеров компании Amiga. IBM оказала большое влияние на будущие поколения ПК, представив в 1981 году IBM PC. Обозначенный IBM класс оборудования действителен и сегодня: процессоры x86 основаны на последующих разработках оригинального дизайна IBM.
В конце 1970-х годов существовало множество технических устройств и производителей, но IBM стала доминирующим поставщиком компьютерной техники. В 1980 году компания выпустила первый «настоящий» компьютер - он задал направление развития компьютерных технологий по настоящее время. В 1982 году IBM также вывела на рынок Word, NetWare и другие знакомые нам и по сей день приложения.
В 1983 появился первый Apple Macintosh, сделав ставку на удобство пользователя. В 1984 начали серийный выпуск ПК в СССР. Первый отечественный компьютер, ставший на поток, назывался «АГАТ».
В 1985 году вышел 520ST. Это был чрезвычайно мощный для того времени компьютер Atari. В эти же годы был выпущен первый миникомпьютер MicroVAX II. В 1986 году IBM вывела на рынок новую операционную систему (OS/2).
22 мая 1990 года появилась Windows 3.0, что стало большим прорывом для Microsoft в те годы. Только за первые шесть месяцев было продано около трех миллионов копий операционной системы. начал рассматривался как глобальный способ коммуникации.
В результате прогресса изначально очень дорогие компьютеры стали более доступными. Приложения Word, Excel и PowerPoint наконец объединили в пакет Office. В 1991 году финский разработчик Линус Торвальдс начал работу над Linux.
Во многих компаниях Ethernet стал стандартом передачи данных. Благодаря возможности подключения компьютеров друг к другу, становилась все популярнее модель клиент-сервер, позволявшая работать в сети.
В эти годы ученый-программист Тим Бернерс Ли разработал язык разметки HTML, протокол передачи HTTP и URL-адрес — унифицированный указатель ресурсов, чтобы дать каждому сайту имя и передать контент с веб-сервера в браузер. Начиная с 1995 года было доступно множество веб-редакторов, что позволило многим людям создавать свои собственные сайты.
В 2003 году Apple выпустила PowerMac G5. Это был первый компьютер с 64-битным процессором. В 2005 году Intel создала первые двухъядерные процессоры.
В последующие годы основной курс развития стал направлен на разработку многоядерных процессоров, расчеты на графических чипах и также планшетных компьютерах. С 2005 года начали учитывать экологические аспекты при дальнейшей разработке компьютерной техники.
Сегодня ученые работают над квантовыми компьютерами. Эти машины основаны на кубитах. Как именно работают квантовые компьютеры, мы рассказывали в нашем журнале и в .
Первая счетная машина, позволявшая производить умножение и деление также легко, как сложение и вычитание, была изобретена в Германии в 1673 году Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1646-1716), и называлась «Калькулятор Лейбница».
Идея создать такую машину у Вильгельма Лейбница появилась после знакомства с голландским астрономом и математиком Христианом Гюйгенсом. Видя нескончаемые вычисления, которые астроному приходилось производить, обрабатывая свои наблюдения, Лейбниц решил создать устройство, которое ускорило и облегчило бы эту работу.
Первое описание своей машины Лейбниц сделал в 1670 году. Через два года ученый составил новое эскизное описание, на основе которого в 1673 году построил действующее арифметическое устройство и продемонстрировал его в феврале 1673 года на заседании Лондонского Королевского общества. В заключение своего выступления он признал, что устройство не совершенно, и пообещал его улучшить.
В 1674 – 1676 годах Лейбниц провел большую работу по улучшению изобретения и привез в Лондон новый вариант калькулятора. Это была малоразрядная модель счетной машины, не пригодная для практического применения. И только в 1694 году Лейбниц сконструировал 12 разрядную модель. Впоследствии калькулятор несколько раз дорабатывался. Последний вариант был создан в 1710 году. По образцу двенадцатиразрядной счетной машины Лейбница в 1708 году профессор Вагнер и мастер Левин создали шестнадцатиразрядную счетную машину.
Как видно, работа над изобретением была длительной, но не непрерывной. Лейбниц одновременно трудился в самых разных областях науки. В 1695 году он писал: «Уже свыше двадцати лет назад французы и англичане видели мою счетную машину... с тех пор Ольденбург, Гюйгенс и Арно, сами или через своих друзей, побуждали меня издать описание этого искусного устройства, а я все откладывал это, потому что я сперва имел только маленькую модель этой машины, которая годится для демонстрации механику, но не для пользования. Теперь же с помощью собранных мною рабочих готова машина, позволяющая перемножать до двенадцати разрядов. Уже год, как я этого достиг, но рабочие еще при мне, чтобы можно было изготовить другие подобные машины, так как их требуют из разных мест».
Работа над калькулятором Лейбницу обошлась в 24 000 талеров. Для сравнения, годовая зарплата министра по тем временам составляла 1 – 2 тысячи талеров.
К сожалению, с полной уверенностью не об одной из сохранившихся моделей калькулятора Лейбница нельзя сказать, что она была создана именно автором. Из-за чего существует много предположений относительно изобретения Лейбница. Есть мнения, что ученый только высказал идею применения ступенчатого валика, или что он не создавал калькулятор целиком, а только демонстрировал работу отдельных механизмов устройства. Но, несмотря на все сомнения, можно точно утверждать, что идеи Лейбница надолго определили путь развития вычислительной техники.
Мы будем вести описание калькулятора Лейбница на основе одной из сохранившихся моделей, находящейся в музее в Ганновере. Она представляет собой ящик около метра длинной, 30 сантиметров шириной и около 25 сантиметров высотой.
Изначально, Лейбниц пытался лишь улучшить уже существующее устройство Паскаля , но вскоре он понял, что операция умножения и деления требуют принципиально нового решения, которое бы позволяло вводить множимое только один раз.
О своей машине Лейбниц писал: «Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая бесконечно отличается от машины Паскаля, так как моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не прибегая к последовательному сложению и вычитанию».
Это стало возможно, благодаря разработанному Лейбницем цилиндру, на боковой поверхности которого, параллельно образующей, располагались зубья различной длины. Этот цилиндр получил название «Ступенчатый валик».
К ступенчатому валику крепится зубчатая рейка. Эта рейка входит в сцепление с десятизубым колесом №1, к которому прикреплялся циферблат с цифрами от 0 до 10. Поворотом этого циферблата задается значение соответствующего разряда множимого.
Например, если второй разряд множимого равнялся 5, то циферблат, отвечающий за установку этого разряда, поворачивался в положение 5. В результате десятизубое колесо № 1, с помощью зубчатой рейки, так перемещало ступенчатый валик, что при повороте на 360 градусов он входит в зацеплении с десятизубым колесом № 2 только пятью наиболее длинными ребрами. Соответственно, десятизубое колесо №2 поворачивалось на пять частей полного оборота, на столько же поворачивался и связанный с ним цифровой диск, отображающий результирующее значение выполненной операции.
При следующем обороте валика на цифровой диск снова перенесется пятерка. Если цифровой диск совершал полный оборот, то результат переполнения переносился на следующий разряд.
Поворот ступенчатых валиков осуществлялся с помощью специальной ручки – главного приводного колеса.
Таким образом, при выполнении операции умножения не требовалось многократно вводить множимое, а достаточно вести его один раз и повернуть ручку главного приводного колеса столько раз, на сколько необходимо произвести умножение. Однако, если множитель будет велик, то операция умножения займет длительное время. Для решения этой проблемы Лейбниц использовал сдвиг множимого, т.е. отдельно происходило умножение на единицы, десятки, сотни и так далее множителя.
Для возможности сдвига множимого устройство было разделено на две части - подвижную и неподвижную. В неподвижной части размещался основной счетчик и ступенчатые валики устройства ввода множимого. Установочная часть устройства ввода множимого, вспомогательный счетчик и, главное, приводное колесо располагаются на подвижной части. Для сдвига восьмиразрядного множимого использовалось вспомогательное приводное колесо.
Так же для облегчения умножения и деления Лейбниц разработал вспомогательный счетчик, состоящий из трех частей.
Наружная часть вспомогательного счетчика - неподвижная. На ней нанесены числа от 0 до 9 для отсчета количества сложений множимого при произведении операции умножения. Между цифрами 0 и 9 расположен упор, предназначенный остановить вращение вспомогательного счетчика, когда штифт достигнет упора.
Средняя часть вспомогательного счетчика – подвижная, которая служит для отсчета количества сложений при умножении и вычитаний при делении. На ней имеется десять отверстий, напротив цифр внешней и внутренней частей счетчика, в которые вставляется штифт для ограничения вращения счетчика.
Внутренняя часть - неподвижная, которая служит для отчета количества вычитаний при выполнении операции деления. На ней нанесены цифры от 0 до 9 в обратном, относительно наружной части, порядке.
При полном повороте главного приводного колеса средняя часть вспомогательного счетчика поворачивается на одно деление. Если предварительно вставить штифт, например, в отверстие напротив цифры 4 внешней части вспомогательного счетчика, то после четырех оборотов главного приводного колеса этот штифт наткнется на неподвижный упор и остановит вращение главного приводного колеса.
Рассмотрим принцип работы калькулятора Лейбница на примере умножения 10456 на 472:
1. С помощью циферблатов вводится множимое (10456).
2. Устанавливается штифт в среднюю часть вспомогательного счетчика, напротив цифры 2, нанесенной на наружную часть вспомогательного счетчика.
3. Поворачивают главное приводное колесо по часовой стрелки, пока штифт, вставленный в вспомогательный счетчик, не упрется в упор (два поворота).
4. Сдвигается подвижная часть калькулятора Лейбница на одно деление влево, используя вспомогательное приводное колесо.
5. Устанавливается штифт в среднюю часть вспомогательного счетчика, напротив цифры, соответствующей количеству десяток множителя (7).
6. Поворачивается главное приводное колесо по часовой стрелки, пока штифт, вставленный в вспомогательный счетчик, не упрется в упор (семь поворотов).
7. Подвижная часть калькулятора Лейбница сдвигается еще на одно деление влево.
8. Устанавливается штифт в среднюю часть вспомогательного счетчика, напротив цифры, соответствующей количеству сотен множителя (4).
9. Поворачивают главное приводное колесо по часовой стрелки, пока штифт, вставленный в вспомогательный счетчик, не упрется в упор (четыре поворота).
10. Число, появившиеся в окошках отображения результата, – искомое произведение 10456 на 472 (10456 х 472 = 4 935 232).
При делении, сначала, в калькулятор Лейбница вводится делимое с помощью циферблатов, и один раз поворачивается главное приводное колесо по часовой стрелке. Затем, с помощью циферблатов вводится делитель, и главное приводное колесо начинает вращаться против часовой стрелки. При этом результат деления – это количество оборотов главного приводного колеса, а в окошках отображения результатов индицировался остаток от деления.
Если делимое много больше делителя, то для ускорения деления используют сдвиг делителя на необходимое количество разрядов влево с помощью вспомогательного приводного колеса. При этом, во время подсчета количества оборотов главного приводного колеса, необходимо учитывать сдвиг (один оборот главного приводного колеса при сдвиге подвижной части калькулятора Лейбница на одну позицию влево приравнивается к десяти оборотам главного приводного колеса).
Рассмотрим принцип работы калькулятора Лейбница на примере деления 863 на 64:
1. С помощью циферблатов вводим делимое (863).
2. Поворачиваем ручку главного приводного колеса по часовой стрелки один раз.
3. С помощью циферблатов вводим делитель (863).
4. Сдвигаем движущуюся часть калькулятора Лейбница на одну позицию влево с помощью вспомогательного приводного колеса.
5. Поворачиваем главное приводное колесо один раз против часовой стрелки и получаем первую часть результата деления - количество оборотов главного приводного колеса, умноженное на разрядность (положение подвижной части калькулятора). Для нашего случая - это 1х10. Таким образом, первая часть результата деления будет равна 10. В окошках результата отобразится остаток от первой операции деления (223).
6. Сдвигаем движущуюся часть калькулятора Лейбница на одну позицию вправо с помощью вспомогательного приводного колеса.
7. Поворачиваем главное приводное колесо против часовой стрелки до тех пор, пока остаток, отображающийся в окошках результата, не станет меньше делителя. Для нашего случая - это 3 оборота. Таким образом, вторая часть результата будет равна 3. Складываем обе части результата и получаем частное (результат деления) - 13. Остаток от деления отображается в окошках результата и составляет 31.
Сложение осуществляется следующим способом:
1. С помощью установки циферблатов в необходимое положение, вводится первое слагаемое
3. Вводится второе слагаемое по той же технологии, как и первое.
4. Еще раз поворачивается ручка главного приводного колеса.
5. В окне результата отображается результат сложения.
Для вычитания необходимо:
1. С помощью установки циферблатов в необходимое положение, вводится уменьшаемое.
2. Поворачивается ручка главного приводного колеса по часовой стрелки один раз.
3. С помощью циферблатов вводится вычитаемое.
4. Поворачивается ручка главного приводного колеса один раз против часовой стрелки.
5. В окне результата отображается результат вычитания.
Несмотря на то, что о машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы, она не получила большого распространения из-за высокой себестоимости, сложности изготовления и ошибок, изредка возникающих при переносе разрядов переполнения. Но основные идеи - ступенчатый валик и сдвиг множителя, позволяющие работать с многоразрядными числами, оставили заметный след в истории развития вычислительной техники.
Идеи, изложенные Лейбницем, имели большое количество последователей. Так, в конце 18 века над усовершенствованием калькулятора работали Вагнер и механик Левин, а после смерти Лейбница – математик Тоблер. В 1710 году машину, аналогичную калькулятору Лейбница, построил Буркхардт. Усовершенствованием изобретения занимались и Кнутцен, и Мюллер, и другие выдающиеся ученые того времени.
Интеллектуальное брожение в 17 веке привело к новым высотам и открытиям в математике, что значительно облегчило труд тех, кто неустанно разрабатывал калькуляторы.
В 1614 году шотландский богослов и математик Джон Непер открыл логарифмы и преобразовал комплекс действий умножения в более простые действия сложения. Вписав таблицы умножения в ряд пластинок в 1617 году, он упростил умножение больших чисел. Через несколько лет логарифмы Непера стали использовать по скользящему принципу и необходимость в его пластинках отпала.
В 1642 году во Франции девятнадцатилетний сын сборщика налогов Блез Паскаль, с целью помочь своему отцу в работе, экспериментировал с механической машиной для вычислений. Он спроектировал машину со сцепляющимися зубчатыми колесами, которая могла оперировать большими числами. Изобретение Паскаля, названное по имени создателя паскалином, завоевало широкую популярность в качестве первой счетной машины. Однако первый калькулятор был построен в 1623 году немецким профессором Вильгельмом Шикардом. В 1673 году на смену пришел более простой в применении калькулятор Готфрида Вильгельма фон Лейбница, немецкого дипломата и математика.
Изображенная вверху машина складывает и вычитает, когда при вращении происходит сцепление зубчатых колес. Колесо переносит сумму более девяти в следующую колонку. Результат появляется в дисплейном окошечке, с цифрами для вычитания слева и для сложения справа.
Внутренний вид шестицифрового паскалина.
Пластинки Непера
Джон Непер сконструировал таблицы сложения на тонких пластинках, или блоках. Каждая сторона несет числа. Среди математиков Непера не считаются его самым крупным вкладом в науку. Хотя его пластинки были в ходу по всей Европе, Непер больше известен как первооткрыватель логарифмов.
Калькулятор Лейбница состоял из коленчатого рычага, который вращал зубчатые колеса, ускорявшие процесс умножения и деления.
Блез Паскаль (1623-1662) написал следующее объявление: «Представляю обществу машину, посредством которой вы сможете без всякого усилия осуществлять все арифметические операции и будете освобождены от работы, столько раз утомлявшей ваш дух».
